考虑系统氢耗和耐久性的多堆燃料电池优化控制方法

作者：蔡良东; 李奇^*; 刘强; 王天宏; 杨文; 陈维荣

来源：中国电机工程学报, 2022, 42(10): 3670-3680.

DOI：10.13334/j.0258-8013.pcsee.211042

• 多堆燃料电池系统
• 海鸥优化算法(SOA)
• 无源控制
• 耐久性
• 氢耗

为降低多堆燃料电池系统(multi-stack fuel cell system,MFCS)氢耗并延长运行寿命，提出一种计及系统氢耗和耐久性的多堆燃料电池系统优化控制方法，该方法以MFCS氢耗量和耐久性作为多目标，通过海鸥优化算法(seagull optimization algorithm,SOA)与无源控制(passive-based control,PBC)结合，实时优化每个单堆燃料电池系统输出功率，降低MFCS氢耗量，并兼顾约束功率波动率，提高MFCS耐久性，进而延长MFCS使用寿命。最后基于RT-LAB平台，搭建一套由3个不同性能的110kW质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)系统组成的MFCS实验硬件在环(hardware-in-the-loop,HIL)半实物平台，并从系统氢耗量和运行压力2个方面，与平均分配、链式分配、和基于运行性能衰减程度分配3种MFCS控制方法进行对比验证。结果表明，所提方法能够有效减小系统氢耗量，同时降低PEMFC输出功率波动率，进而提升MFCS耐久性，延长MFCS运行寿命。

• 出版日期2022
• 单位西南交通大学